DE102021107232A1

DE102021107232A1 - Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021107232A1
Application number: DE102021107232.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Goldmann; Gerald Schlegel
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-09-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Klappenanordnung (1) eine Klappe (3) und eine Antriebsanordnung (4) zur motorischen Verstellung der Klappe (3) aufweist, wobei die Antriebsanordnung (4) mindestens einen Antrieb (5) mit einem elektrischen Antriebsmotor (7) aufweist, wobei der Antrieb (5) mit der Klappe (3) bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist, wobei die Klappenanordnung (1) eine Steuerungsanordnung (10) zur Ansteuerung der Antriebsanordnung (4) aufweist, wobei mittels einer Bewegungserfassungsanordnung Bewegungswerte der Klappe (3) und/oder der Antriebsanordnung (4) ermittelt werden, wobei mittels der Steuerungsanordnung (10) auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe (3) eine Halteroutine durchgeführt wird, in der die Antriebsanordnung (4) auf eine Halte-Klappenstellung anhand der Bewegungswerte in einem Halte-Regelkreis geregelt wird. Es wird vorgeschlagen, dass mittels der Steuerungsanordnung (10) in der Halteroutine die Bewegungswerte auf Erfüllen eines vorgegebenen Haltekriteriums überwacht werden und dass auf Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Antriebsleistung reduziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Steuerungsanordnung für eine motorische Klappenanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11 sowie eine Klappenanordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens gemäß Anspruch 12.
Die in Rede stehende Klappenanordnung weist eine Klappe auf, bei der es sich beispielsweise um eine Heckklappe, eine Fronthaube, einen Heckdeckel, eine Seitentür, eine Hecktür, eine Motorhaube oder dergleichen handelt. Die Klappe kann schwenkbar und/oder verschiebbar an der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet sein. Der Klappe ist eine Antriebsanordnung zugeordnet, die der motorischen Verstellung der Klappe dient. Die Antriebsanordnung weist einen Antrieb mit einem elektrischen Antriebsmotor auf, wobei der Antrieb mit der Klappe bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist.
Bei dem bekannten Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung ( DE 10 2018 126 838 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist vorgesehen, dass in einem Haltezustand der Klappe mittels einer Steuerungsanordnung die Antriebsanordnung auf eine Halte-Klappenstellung in einem Halte-Regelkreis geregelt wird. Hiermit lässt sich ein Halten der Klappe in Zwischenstellungen sicherstellen, ohne dass es zusätzlicher mechanischer Maßnahmen bedarf.
Beim Auftreten einer Klappenauslenkung aus einer unbestromten Zwischenstellung der Klappe heraus wird zunächst erfasst, ob eine vorbestimmte Klappenauslenkung vorliegt, die des Haltens über den Halte-Regelkreis bedarf. Eine Herausforderung besteht jedoch bei den in Rede stehenden motorischen Klappenanordnungen darin, dass mit dem aktivierten Halte-Regelkreis zum Halten der Klappe über die Regelung des Antriebs ein Energieaufwand einhergeht. Grundsätzlich kann der Energieaufwand durch eine entsprechende Einstellung der Regelung, beispielsweise über ein integrierendes Regelglied, unter Vermeidung von Überschwingungen reduziert werden. Der Halte-Regelkreis bedingt hierbei jedoch weiterhin in vielen Fällen ein häufiges Nachregeln der Klappenstellung und somit ein fortlaufendes Ansteuern des Antriebs.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Energieverbrauch für ein über die Antriebsanordnung bewirktes Halten der Klappe weiter verringert wird.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass es mit einer bereits erfolgten, weitgehenden Stabilisierung der Halte-Klappenstellung durch den Halte-Regelkreis üblicherweise nicht darauf ankommt, die Halte-Klappenstellung fortlaufend mit hoher Genauigkeit einzuregeln. Zur Energieeinsparung kann vielmehr die Wirkung des Halte-Regelkreises reduziert werden.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass mittels der Steuerungsanordnung in der Halteroutine die Bewegungswerte auf Erfüllen eines vorgegebenen Haltekriteriums überwacht werden und dass auf Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Antriebsleistung reduziert wird.
In Fortbildung des bekannten Verfahrens ( DE 10 2018 126 838 A1 ), welches ein bedarfsgerechtes Aktivieren des Halte-Regelkreises bei Erfassen einer Klappenauslenkung vorsieht, wird vorliegend eine bedarfsgerechte Reduzierung des Halte-Regelkreises vorgeschlagen. Der Halte-Regelkreis wird somit für eine Stabilisierung der Halte-Klappenstellung genutzt, wobei auch zum Ausgleich größerer Klappenauslenkungen eine entsprechende Antriebsleistung verfügbar ist. Mit der Stabilisierung und der Reduzierung der Antriebsleistung wird insgesamt der Energieverbrauch in der Halteroutine weitgehend optimiert.
Gemäß Anspruch 3 wird weiter in Betracht gezogen, dass die Reduzierung der ausgegebenen Antriebsleistung dazu führen kann, dass die Halte-Klappenstellung nicht stabil bleibt, etwa durch eine zu weitgehende Reduzierung oder durch äußere Einwirkungen auf die Klappe. Hierbei kann die Reduzierung zumindest teilweise aufgehoben werden, sodass über den Halte-Regelkreis wieder höhere Antriebsleistung ausgegeben werden.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 wird die Reduzierung der vom Halte-Regelkreis ausgegebenen Antriebsleistung gemäß einer Reduzierungsvorgabe über den zeitlichen Verlauf eines maximalen Antriebswerts, vorgenommen. Ähnlich einer vorgegebenen Hüllkurve kann die ausgegebene Antriebsleistung folglich allmählich reduziert werden. Vorzugsweise ist es hierbei so, dass die Reduzierung bis zur Einhaltung eines vorgegebenen, maximalen Halte-Antriebswerts erfolgt. Der Halte-Regelkreis wird folglich nicht vollständig deaktiviert, sondern die Ansteuerung auf einen für den Energieverbrauch noch akzeptablen Minimalbeitrag herabgesenkt.
Gemäß Anspruch 6 wird eine Reduzierung der Antriebsleistung vorgenommen, wenn die Halte-Klappenstellung nach einem vorhergehenden Destabilisieren erneut stabilisiert wird. Interessant ist hierbei die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7, wonach die Reduzierung der Antriebsleistung abhängig von dem vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums, vorzugsweise von einem beim vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums vorliegenden Antriebswert und/oder Bewegungswert, vorgenommen wird. Entsprechend kann das erneute Reduzieren der Antriebsleistung angepasst werden, um eine verbesserte Haltefunktion bereitzustellen.
Besonders bevorzugt sind zudem die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 8 und 9, wonach mittels der Steuerungsanordnung der Antriebsmotor in einer Bremsroutine angesteuert wird. Zusätzliche mechanische Bremsen zum Betrieb der Klappenanordnung sind hiermit nicht zwingend notwendig.
Eine weitere Energieeinsparung ergibt sich mit einem Verstellen der Klappe in eine Standby-Stellung nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 10. Die Klappe kann hiermit in eine Stellung überführt werden, in welcher der Haltezustand etwa aufgrund der Reibbremswirkung mit hoher Sicherheit beibehalten wird.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 11, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Steuerungsanordnung für eine Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs als solche beansprucht. Die Steuerungsanordnung ist vorzugsweise zur Verwendung in dem vorschlaggemäßen Verfahren eingerichtet. Zur vorschlaggemäßen Steuerungsanordnung wird auf alle Ausführungen zum vorschlaggemäßen Verfahren verwiesen.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs als solche beansprucht, wobei die Klappenanordnung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Auch insoweit wird auf alle Ausführungen zum vorschlaggemäßen Verfahren und zur vorschlagsgemäßen Steuerungsanordnung verwiesen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 das Heck eines Kraftfahrzeugs in einer Seitenansicht mit einer vorschlagsgemäße Klappenanordnung aufweisend eine vorschlagsgemäße Steuerungsanordnung zur Durchführung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens,
2 einen Antrieb der Klappenanordnung gemäß 1 in einem Längsschnitt, und
3 beispielhafte Darstellungen a) des zeitlichen Verlaufs der Klappenstellung und b) des zeitlichen Verlaufs des Antriebsstroms.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2. Wie in 1 dargestellt, weist die Klappenanordnung 1 eine Klappe 3 und eine Antriebsanordnung 4 zur motorischen Verstellung der Klappe 3 auf. Die Antriebsanordnung 4 weist mindestens einen Antrieb 5 auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei Antriebe 5 vorgesehen, die beidseits einer der Klappe 3 zugeordneten Klappenöffnung 6 angeordnet sind. Im Folgenden ist im Sinne einer vereinfachten Darstellung nur von einem einzigen Antrieb 5 die Rede. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten für jeden weiteren, eventuell vorgesehenen Antrieb entsprechend.
Der Antrieb 5 weist einen Antriebsmotor 7 auf, der in noch zu erläuternder Weise mit elektrischer Antriebsleistung versorgt wird, um die Klappe 3 motorisch zu verstellen. Hier und vorzugsweise handelt es sich bei der Klappe 3 um eine Heckklappe des Kraftfahrzeugs 2, welche um eine Klappenachse 8 schwenkbar gelagert ist und sich im Bereich der Klappenöffnung 6 verschwenken lässt. Die vorschlagsgemäße Lösung ist aber auch auf alle anderen im einleitenden Teil der Beschreibung angesprochenen Klappen anwendbar. Alle Ausführungen zu der dargestellten, als Heckklappe ausgestalteten Klappe 3 gelten für alle anderen Arten von Klappen entsprechend.
Der Antrieb 5 ist mit der Klappe 3 bewegungsgekoppelt. Vorzugsweise ist der Antriebsmotor 7 bidirektional mit der Klappe 3 bewegungsgekoppelt. Die Bewegungskopplung erlaubt es, die Klappe 3 mittels des Antriebs 5 motorisch zwischen einer in 1 mit einer durchgezogenen Linie dargestellten Offenstellung und einer nicht dargestellten Schließstellung in beiden Bewegungsrichtungen motorisch zu verstellen. Gleichzeitig funktioniert diese Bewegungskopplung auch andersherum. Hierfür ist der Antrieb 5 rücktreibbar ausgestaltet. Das bedeutet, dass die Einleitung einer Bewegung in die Klappe 3 zu einem Rücktreiben zumindest eines Teils des Antriebsstrangs zwischen dem Antriebsmotor 7 und der Klappe 3 führt.
Wie aus 2 weiter hervorgeht, weist der Antrieb 4 eine Getriebeanordnung 9 auf, die antriebstechnisch zwischen dem Antriebsmotor 7 und der Klappe 3 geschaltet ist. Antriebstechnisch heißt hier, dass Antriebsbewegungen des Antriebsmotors 7 durch die Getriebeanordnung 9 auf die Klappe 3 übertragen werden können.
Die Antriebsanordnung 4 arbeitet mit einer Reibbremswirkung auf die Klappe 3, womit insbesondere eine in die Klappe 3 eingeleitete Bewegung mit der Reibbremswirkung gebremst wird. Die Reibbremswirkung wird hier im Wesentlichen von der Getriebeanordnung 9 ausgeübt, wobei insbesondere eine zusätzliche mechanische Bremse der Antriebsanordnung 4 vorgesehen sein kann. Hier und vorzugsweise wird jedoch auf eine solche zusätzliche mechanische Bremse verzichtet.
Die Klappenanordnung 2 weist eine Steuerungsanordnung 10 zur Ansteuerung der Antriebsanordnung 4 auf, welche hier die im Rahmen des vorschlaggemäßen Verfahrens anfallenden steuerungstechnischen Aufgaben in Bezug auf den Antriebsmotor 7 wahrnimmt. Die Steuerungsanordnung 10 ist vorzugsweise dafür eingerichtet, den Antriebsmotor 7 in einer Verstellroutine für das bereits angesprochene motorische Verstellen der Klappe 3 anzusteuern.
Mittels einer nicht dargestellten Bewegungserfassungsanordnung der Klappenanordnung 1 werden Bewegungswerte der Klappe 3 und/oder der Antriebsanordnung 4 ermittelt. Unter den Bewegungswerten werden allgemein von der Bewegungserfassungsanordnung ermittelte Sensorwerte, Antriebswerte oder hieraus abgeleitete Werte verstanden, welche indikativ für die Bewegung, insbesondere für die Position und/oder Geschwindigkeit, der jeweiligen Komponente der Klappenanordnung 1 sind. Aufgrund der Bewegungskopplung zwischen Klappe 3 und Antriebsanordnung 4 ist es insbesondere möglich, auch aus denen die Antriebsanordnung 4 betreffenden Bewegungswerten auf eine Bewegung der Klappe 3 zu schließen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden mittels der Bewegungserfassungsanordnung als Bewegungswerte Antriebwerte wie Stromwerte und/oder Spannungswerte des Antriebsmotors 7 ermittelt. Bei der Bewegungserfassungsanordnung handelt es sich somit um einen Stromsensor bzw. Spannungssensor, welcher insbesondere auch im Rahmen der Ansteuerung des Antriebsmotors 7 verwendet wird. Die Bewegungserfassungsanordnung kann ebenfalls auf einem inkrementellen Positionssensor der Klappe 3 und/oder des Antriebs 5 basieren. Beispielsweise weist der Positionssensor eine dem Antriebsmotor 7 zugeordnete Gebereinheit und eine mit der Gebereinheit wechselwirkende Sensoreinheit auf. Bei der Sensoreinheit handelt es sich hier in einer Variante um einen Hall-Sensor, der mit einer einem Antriebsmotor 7 zugeordnete Magnetscheiben wechselwirkt.
Mittels der Steuerungsanordnung 10 wird auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe 3 eine Halteroutine durchgeführt. In Halteroutine wird die Antriebsanordnung 4 auf eine Halte-Klappenstellung anhand der Bewegungswerte in einem Halte-Regelkreis geregelt. Bei dem Halte-Regelkreis handelt es sich um einen Regelkreis mit Rückkopplungsstrang, der grundsätzlich auch kaskadiert vorliegen kann. Bei der Führungsgröße des Halte-Regelkreises handelt es sich vorzugsweise um die Halte-Klappenstellung, während die Stellgröße des Halte-Regelkreises vorzugsweise die elektrische Antriebsspannung und/oder der elektrische Antriebsstrom des mindestens einen Antriebsmotors 7 der Antriebsanordnung 4 ist. In einer Ausgestaltung wird die Ansteuerung der Antriebsanordnung 4 mittels eines PWM-Signals umgesetzt, wobei die Stellgröße indikativ für den Tastgrad des PWM-Signals sein kann.
Die Steuerungsanordnung 10 weist vorzugsweise eine Treibereinheit zur Beschaltung der Antriebsanordnung 4 mit elektrischer Antriebsleistung auf. Hier können beispielsweise die üblichen Brückenschaltungen, insbesondere H-Brückenschaltungen, Anwendung finden. Ferner ist die Steuerungsanordnung 10 mit einer Logikeinheit zur Ansteuerung der Treibereinheit ausgestattet.
In einer Ausgestaltung kann mittels der Steuerungsanordnung 10 aus einer unbestromten Zwischenstellung der Klappe 4 heraus eine, insbesondere gravitationsbedingte, vorbestimmte Klappenauslenkung erfasst werden und auf die Erfassung der vorbestimmten Klappenauslenkung die Halteroutine ausgelöst werden. Der Begriff „Zwischenstellung“ ist hier weit zu verstehen und umfasst jedwede Stellung der Klappe, in der die Klappe aus der Schließstellung, also der vollständig geschlossenen Stellung der Klappe, heraus verschwenkt worden ist. Insoweit umfasst dieser Begriff auch die Offenstellung der Klappe, also die vollständig geöffnete Stellung der Klappe. Der Begriff „unbestromte Zwischenstellung“ bedeutet, dass sich die Klappe in der Zwischenstellung befindet, während die Antriebsanordnung unbestromt ist. Bei der unbestromten Zwischenstellung handelt es sich vorzugsweise um eine statische Zwischenstellung, bei der die Klappe unbewegt ist.
Für die Definition der Halte-Klappenstellung sind verschiedene vorteilhafte Varianten denkbar. In einer bevorzugten Variante ist die Halte-Klappenstellung als die Zwischenstellung definiert, aus der heraus die vorbestimmte Klappenauslenkung stattgefunden hat. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungsanordnung 10 die Klappenstellung fortlaufend speichert, sodass im Zustand der unbestromten Zwischenstellung ein Wert für die Zwischenstellung im Speicher der Steuerungsanordnung 10 abgelegt ist. Darauf basierend kann die Antriebsanordnung 4 dann in der Halteroutine auf die Zwischenstellung geregelt werden.
Wesentlich ist nun, dass mittels der Steuerungsanordnung 10 in der Halteroutine die Bewegungswerte auf Erfüllen eines vorgegebenen Haltekriteriums überwacht werden und dass auf Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Antriebsleistung reduziert wird.
Unter einem Reduzieren der vom Halte-Regelkreis ausgegebenen Antriebsleistung wird hierbei verstanden, dass auf Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Stellgröße bei einer vorgegebenen Regelabweichung geringer ausfällt als vor dem Erfüllen des Haltekriteriums. Insbesondere wird der Halte-Regelkreis auch nach dem Erfüllen des Haltekriteriums weiter betrieben, jedoch vorzugsweise die erzeugte Stellgröße oder die Einstellung des Halte-Regelkreises abgeändert, insbesondere skaliert.
3a) zeigt einen beispielhaften zeitlichen Verlauf der Klappenstellung in der Halteroutine, welche hier anhand eines Schwenkwinkels φ der Klappe 3 um die Klappenachse 8 dargestellt ist. 3b) zeigt schematisch hierzu den zeitlichen Verlauf eines Antriebswerts, hier des Antriebsstroms I des Antriebsmotors 7. Als Führungsgröße ist ein Soll-Schwenkwinkel φ₀ für die Halte-Klappenstellung vorgegeben. Der Halte-Regelkreis gibt zunächst bis zum Zeitpunkt t₁ eine Stellgröße aus, die zu einem vergleichsweise hohen Antriebsstrom I aufgrund der Regelabweichung führt.
Das Haltekriterium ist hier und vorzugsweise zumindest teilweise dadurch definiert, dass die Regelabweichung des Halte-Regelkreises einen vorgegebenen Haltewert Δφ, weiter vorzugsweise fortlaufend für eine vorgegebene Haltezeit Δt, unterschreitet. Bei dem Haltewert Δφ kann es sich um eine vorgegebene Konstante oder auch um einen von der Halte-Klappenstellung abhängigen Wert handeln. Weitere Definitionen des Haltekriteriums, beispielsweise anhand der Klappengeschwindigkeit, sind denkbar. In 3a) wird am Zeitpunkt t₁ der Haltewert Δφ unterschritten und nach einem fortlaufenden Unterschreiten zum Zeitpunkt t₂ das Haltekriterium erfüllt.
Auf Erfüllen des Haltekriteriums wird die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Antriebsleistung reduziert, hier anhand einer Skalierung der Stellgröße und einer damit verbundenen Reduzierung des Antriebsstroms I. In 3a) ist beispielhaft der zeitliche Verlauf des Schwenkwinkels φ mit der Reduzierung des Antriebsstroms I im Rahmen des vorschlagsgemäßen Verfahrens dargestellt, während mit einer dünnen Linie der gedachte weitere Verlauf des Schwenkwinkels φ mit unveränderter Regelung gezeigt ist. Während der Schwenkwinkel φ mit unveränderter Regelung über die Zeit tendenziell genauer an den Soll-Schwenkwinkel φ₀ herangeführt wird, ergibt sich hiermit gegenüber dem vorschlagsgemäßen Verfahren ein erhöhter Energiebedarf.
Vorzugsweise werden die Bewegungswerte auf Erfüllen eines vorgegebenen Bewegungskriteriums mittels der Steuerungsanordnung 10 überwacht. Auf Erfüllen des vorgegebenen Bewegungskriteriums durch die Bewegungswerte wird die Reduzierung der Antriebsleistung zumindest teilweise aufgehoben. Hierbei kann die Skalierung der Stellgröße wiederum abgeändert werden. Vorzugsweise wird jedoch die Reduzierung der Antriebsleistung vollständig aufgehoben und der Halte-Regelkreis führt eine Regelung durch, wie diese vor dem Erfüllen des Haltekriteriums bereits vorgenommen wurde.
Das Bewegungskriterium ist hier und vorzugsweise zumindest teilweise dadurch definiert, dass die Regelabweichung des Halte-Regelkreises einen vorgegebenen Bewegungswert überschreitet. Vorzugsweise sind der Haltewert des Haltekriteriums und der Bewegungswert des Bewegungskriteriums gleich . Vorliegend ist in 3 der Haltewert Δφ gleich dem Bewegungswert, wobei auf Überschreiten einer Regelabweichung von Δφ der Halte-Regelkreis eine Regelung auf die Halte-Klappenstellung mit dem Schwenkwinkel φ₀ ohne Reduzierung vornimmt. In 3a) ist dargestellt, dass zum Zeitpunkt t₃ das Bewegungskriterium erfüllt wird.
Denkbar ist, dass auf Erfüllen des Haltekriteriums die Antriebsleistung sofort auf einen maximalen Antriebswert zur Einhaltung eines vorgegebenen, maximalen Halte-Antriebswerts, vorzugsweise eines Halte-Antriebsstroms I_max, reduziert wird, beispielsweise durch Skalierung der Stellgröße mit einem konstanten Reduktionsfaktor. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Reduzierung der vom Halte-Regelkreis ausgegebenen Antriebsleistung jedoch gemäß einem vorgegebenen Reduzierungsverlauf über den zeitlichen Verlauf eines maximalen Antriebswerts, insbesondere des maximalen Antriebsstroms, vorgenommen. In 3b) ist ein solcher zeitlicher Verlauf des maximalen Antriebsstroms gezeigt. Grundsätzlich sind verschiedene zeitliche Verläufe als Reduzierungsverlauf denkbar, beispielsweise eine lineare Reduzierung, eine exponentielle Reduzierung oder dergleichen. Vorliegend wird eine zeitabhängige Skalierung der Stellgröße zur Reduzierung der Antriebsleistung vorgenommen.
Besonders bevorzugt ist es, dass gemäß dem Reduzierungsverlauf der maximale Antriebswert bis zur Einhaltung eines vorgegebenen, maximalen Halte-Antriebswerts, vorzugsweise eines Halte-Antriebsstroms I_max, reduziert wird. Anhand der Vorgabe des Halte-Antriebswerts kann somit der Energieverbrauch in der Halteroutine eingestellt werden.
Wie weiter in 3a) weiter dargestellt, werden vorzugsweise mit dem zumindest teilweisen Aufheben der Reduzierung der Antriebsleistung mittels der Steuerungsanordnung 10 in der Halteroutine die Bewegungswerte erneut auf Erfüllen des Haltekriteriums überwacht. Auf ein erneutes Erfüllen des Haltekriteriums wird die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Antriebsleistung erneut reduziert. Hier unterschreitet in 3a) am Zeitpunkt t₄ die Regelabweichung den Haltewert Δφ und zum Zeitpunkt t₅ wird das Haltekriterium erfüllt.
Besonders bevorzugt ist hierbei, dass die auf ein erneutes Erfüllen des Haltekriteriums vorgenommene Reduzierung der Antriebsleistung abhängig von dem vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums, vorzugsweise von einem beim vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums vorliegenden Antriebswert und/oder Bewegungswert, vorgenommen wird. Die Skalierung der Stellgröße kann somit nach einem erneuten Erfüllen des Haltekriteriums angepasst werden, sodass die Reduzierung der Antriebsleistung weiter optimiert wird. Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, dass der maximale Halte-Antriebswert anhand des beim vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums vorliegenden Antriebswerts abgeändert wird. Hier und vorzugsweise wird der neue maximale Halte-Antriebsstrom I_max' als Antriebsstrom beim Bewegungskriteriums, weiter vorzugsweise skaliert mit einem vorgegebenen Faktor, gewählt. Ebenfalls kann der maximale Halte-Antriebsstrom I_max' aus dem vorhergehenden Halte-Antriebsstrom I_max berechnet werden.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung wird mittels der Steuerungsanordnung 10 der Antriebsmotor 7 in einer Bremsroutine derart angesteuert, dass die Antriebsanordnung 4 zumindest bis zum Erreichen des Haltezustands mit einer motorischen Bremswirkung auf die Klappe 3 arbeitet. Die Bremsroutine wird insbesondere mittels der Steuerungsanordnung 10 nach einem Beenden einer Verstellroutine durchgeführt, beispielsweise nach einem Beenden der Verstellroutine durch Erreichen einer vorgegebenen Klappenstellung oder durch eine Bedienereinwirkung. In der Bremsroutine wirkt die Antriebsanordnung über die motorische Bremswirkung entgegen der Bewegungsrichtung der Klappe 3.
Die Ansteuerung des Antriebsmotors 7 in der Bremsroutine und/oder in der Halteroutine mittels der Steuerungsanordnung 10 kann grundsätzlich durch eine Beaufschlagung des Antriebsmotors 7 mit einer elektrischen Antriebsleistung entgegen der Bewegungsrichtung der Klappe 3 und/oder durch einen Betrieb des Antriebsmotors 7 als Kurzschlussbremse vorgenommen werden.
Über die vorschlagsgemäß vorgesehene Reduzierung der Antriebsleistung kann eine Energieeinsparung und damit eine längere Haltedauer der Halte-Klappenstellung erreicht werden. Als zusätzliche Maßnahme, welche insbesondere zum Einsatz kommt, um ein vollständiges Entladen des Kraftfahrzeugbatterie zu vermeiden, wird mittels der Steuerungsanordnung auf Erfüllen eines Standby-Kriteriums, vorzugsweise dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer seit Erreichen des Haltezustands und/oder einem wiederholten Erfüllen des Bewegungskriteriums, die Antriebsanordnung 4 angesteuert, die Klappe 3 in eine vorgegebene Standby-Stellung zu verstellen. Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich bei der Standby-Stellung eine selbstbremsende bzw. selbsthaltende Stellung der Klappe 3 handelt, sodass der Haltezustand auch im Standby-Modus mit hoher Sicherheit beibehalten werden kann.
Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die angesprochene Steuerungsanordnung 10 für eine motorische Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2 als solche beansprucht. Die Steuerungsanordnung 10 ist zur Ansteuerung der Antriebsanordnung 4 der Klappenanordnung 1 eingerichtet. Die Steuerungsanordnung 10 führt auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe 3 eine Halteroutine durch, in der die Antriebsanordnung 4 auf eine Halte-Klappenstellung anhand der mittels der Bewegungserfassungsanordnung ermittelten Bewegungswerte in einem Halte-Regelkreis geregelt wird.
Wesentlich ist hierbei, dass die Steuerungsanordnung 10 in der Halteroutine die Bewegungswerte auf Erfüllen eines vorgegebenen Haltekriteriums überwacht und auf Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebenen Antriebsleistung reduziert. Auf alle Ausführungen zur Steuerungsanordnung 10 im Rahmen des vorschlagsgemäßen Verfahrens darf verwiesen werden.
Gemäß einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird die angesprochene Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2 an sich beansprucht, welche zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die Klappenanordnung 1 weist insbesondere die vorschlagsgemäße Steuerungsanordnung 10 auf. Auch insofern wird auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren und zur vorschlagsgemäßen Steuerungsanordnung 10 verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018126838 A1 [0003, 0008]

Claims

Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Klappenanordnung (1) eine Klappe (3) und eine Antriebsanordnung (4) zur motorischen Verstellung der Klappe (3) aufweist, wobei die Antriebsanordnung (4) mindestens einen Antrieb (5) mit einem elektrischen Antriebsmotor (7) aufweist, wobei der Antrieb (5) mit der Klappe (3) bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist, wobei die Klappenanordnung (1) eine Steuerungsanordnung (10) zur Ansteuerung der Antriebsanordnung (4) aufweist, wobei mittels einer Bewegungserfassungsanordnung Bewegungswerte der Klappe (3) und/oder der Antriebsanordnung (4) ermittelt werden, wobei mittels der Steuerungsanordnung (10) auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe (3) eine Halteroutine durchgeführt wird, in der die Antriebsanordnung (4) auf eine Halte-Klappenstellung anhand der Bewegungswerte in einem Halte-Regelkreis geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungsanordnung (10) in der Halteroutine die Bewegungswerte auf Erfüllen eines vorgegebenen Haltekriteriums überwacht werden und dass auf Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Antriebsleistung reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltekriterium zumindest teilweise dadurch definiert ist, dass die Regelabweichung des Halte-Regelkreises einen vorgegebenen Haltewert, vorzugsweise fortlaufend für eine vorgegebene Haltezeit, unterschreitet.
Verfahren Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf Erfüllen eines vorgegebenen Bewegungskriteriums durch die Bewegungswerte die Reduzierung der Antriebsleistung zumindest teilweise aufgehoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungskriterium zumindest teilweise dadurch definiert ist, dass die Regelabweichung des Halte-Regelkreises einen vorgegebenen Bewegungswert überschreitet, vorzugsweise, dass der Haltewert des Haltekriteriums und der Bewegungswert des Bewegungskriteriums gleich ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der vom Halte-Regelkreis ausgegebenen Antriebsleistung gemäß einem vorgegebenen Reduzierungsverlauf über den zeitlichen Verlauf eines maximalen Antriebswerts, insbesondere des maximalen Antriebsstroms, vorgenommen wird, vorzugsweise, dass gemäß dem Reduzierungsverlauf der maximale Antriebswert bis zur Einhaltung eines vorgegebenen, maximalen Halte-Antriebswerts, vorzugsweise eines maximalen Halte-Antriebsstroms (I_max), reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest teilweisen Aufheben der Reduzierung der Antriebsleistung mittels der Steuerungsanordnung in der Halteroutine die Bewegungswerte erneut auf Erfüllen des Haltekriteriums überwacht werden und dass auf ein erneutes Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebene Antriebsleistung erneut reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf ein erneutes Erfüllen des Haltekriteriums vorgenommene Reduzierung der Antriebsleistung abhängig von dem vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums, vorzugsweise von einem beim vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums vorliegenden Antriebswert und/oder Bewegungswert, vorgenommen wird, weiter vorzugsweise, dass der maximale Halte-Antriebswert anhand des beim vorhergehenden Erfüllen des Bewegungskriteriums vorliegenden Antriebswert abgeändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungsanordnung (10) der Antriebsmotor (7) in einer Bremsroutine derart angesteuert wird, dass die Antriebsanordnung (4) zumindest bis zum Erreichen des Haltezustands mit einer motorischen Bremswirkung auf die Klappe (3) arbeitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Antriebsmotors (7) in der Bremsroutine und/oder in der Halteroutine mittels der Steuerungsanordnung (10) durch eine Beaufschlagung des Antriebsmotors (7) mit einer elektrischen Antriebsleistung entgegen der Bewegungsrichtung der Klappe (3) und/oder durch einen Betrieb des Antriebsmotors (7) als Kurzschlussbremse vorgenommen wird.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungsanordnung (10) auf Erfüllen eines Standby-Kriteriums, vorzugsweise dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer seit Erreichen des Haltezustands und/oder einem wiederholten Erfüllen des Bewegungskriteriums, die Antriebsanordnung (4) angesteuert wird, die Klappe (3) in eine vorgegebene Standby-Stellung zu verstellen.
Steuerungsanordnung für eine motorische Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Klappenanordnung (1) eine Klappe (3) und eine Antriebsanordnung (4) zur motorischen Verstellung der Klappe (3) aufweist, wobei die Antriebsanordnung (4) mindestens einen Antrieb (5) mit einem elektrischen Antriebsmotor (7) aufweist, wobei der Antrieb (5) mit der Klappe (3) bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist, wobei eine Bewegungserfassungsanordnung Bewegungswerte der Klappe (3) und/oder der Antriebsanordnung (4) ermittelt, wobei die Steuerungsanordnung (6) zur Ansteuerung der Antriebsanordnung (4) eingerichtet ist, wobei die Steuerungsanordnung (6) auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe (3) eine Halteroutine (8) durchführt, in der die Antriebsanordnung (4) auf eine Halte-Klappenstellung anhand der Bewegungswerte in einem Halte-Regelkreis geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsanordnung (10) in der Halteroutine die Bewegungswerte auf Erfüllen eines vorgegebenen Haltekriteriums überwacht und auf Erfüllen des Haltekriteriums die vom Halte-Regelkreis ausgegebenen Antriebsleistung reduziert.
Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs (2) eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.